JP6903124B2 - プラズマ発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、１対の電極の端部の間での放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置に関する。

プラズマ発生装置では、下記特許文献に記載されているように、反応室に処理ガスが供給され、反応室に配設された複数の電極に電力が供給される。これにより、反応室において、放電が生じ、処理ガスがプラズマ化される。

特開２０１６−０３８９４０号公報

プラズマ発生装置では、電極間での放電によりプラズマが発生するため、放電によりプラズマ発生装置を構成する部材が劣化する。そこで、プラズマ発生装置を構成する部材の劣化防止を課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、１対の電極と、前記１対の電極の端部を突出させた状態で保持する１対のホルダと、第１凹部が形成され、前記１対のホルダから突出する前記１対の電極の端部が前記第１凹部に挿入された状態で前記１対のホルダと組み合わされるケーシングとを備え、組み合わされた前記ケーシングと前記１対のホルダとが、前記１対のホルダから突出する前記１対の電極の端部の間と反対側でのみ、接触し、前記１対のホルダと前記ケーシングとの一方が、前記１対のホルダと前記ケーシングとの接触箇所と前記電極との間に形成され、前記１対のホルダと前記ケーシングとの他方に向かって突出する突出部を有するプラズマ発生装置を開示する。

本開示によれば、プラズマの進入を抑制し、プラズマ発生装置を構成する部材の劣化を防止することが可能となる。

大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。 大気圧プラズマ発生装置を示す分解図である。 大気圧プラズマ発生装置を示す断面図である。 内部ブロックを示す斜視図である。 内部ブロックを示す正面図、上面図、側面図である。 保持部材を示す斜視図である。 保持部材を示す正面図、上面図、下面図、側面図である。 内部ブロックを示す上面図である。 従来の大気圧プラズマ発生装置を示す分解図である。 従来の大気圧プラズマ発生装置の内部ブロックを示す上面図である。 変形例の大気圧プラズマ発生装置を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

（Ａ）大気圧プラズマ発生装置の構成
図１乃至図３に、本発明の実施例の大気圧プラズマ発生装置１０を示す。大気圧プラズマ発生装置１０は、大気圧下でプラズマを発生させるための装置である。大気圧プラズマ発生装置１０は、内部ブロック１２と、下部ブロック１４と、照射ノズル１８と、保持部材２０と、１対の電極２４，２６と、連結部材２８と、上部ブロック３０とを備えている。なお、図１は、大気圧プラズマ発生装置１０の斜視図であり、図２は、上部ブロック３０を除いた大気圧プラズマ発生装置１０の分解斜視図であり、図３は、大気圧プラズマ発生装置１０の断面図である。

内部ブロック１２は、セラミックにより成形されており、図４及び図５に示すように、概して直方体形状の本体部３２と、本体部３２の上縁に形成されたフランジ部３４とにより構成されている。なお、図４は、内部ブロック１２の斜視図であり、図５は、内部ブロック１２Ａの正面図と内部ブロック１２Ｂの上面図と内部ブロック１２Ｃの側面図である。

内部ブロック１２のフランジ部３４の上面には、１対の円柱形状の円柱凹部３６，３８が形成されている。さらに、１対の円柱凹部３６，３８を連結し、１対の円柱凹部３６，３８の底面から本体部３２の内部に向かう連結凹部４０が形成されている。なお連結凹部４０の幅は、円柱凹部３６，３８の直径より小さいため、円柱凹部３６，３８の底面は、概してＵ字型の段差面４６，４８とされている。また、連結凹部４０は、底面に向かうほど幅が狭くなる段付き形状とされており、連結凹部４０の底面には、上下方向に延びるように６本の第１流路５０が形成されている。そして、それら６本の第１流路５０は、内部ブロック１２の下面に開口している。なお、本明細書での構成要素の幅方向は、構成要素が概して矩形の場合に短手方向、つまり、長手方向に直行する方向を意味する。また、長手方向を長さ方向と記載する。

下部ブロック１４は、図２に示すように、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。下部ブロック１４の上面には、内部ブロック１２を収納するための収納部６０が形成されている。収納部６０は、下部ブロック１４の上面に開口する有底穴であり、図３に示すように、底面側に位置する第１収納部６２と、開口側に位置する第２収納部６４とによって構成されている。

第１収納部６２の深さ寸法は、内部ブロック１２の本体部３２の高さ寸法と略同じであり、第１収納部６２の幅寸法および長さ寸法は、内部ブロック１２の本体部３２の幅寸法および長さ寸法より僅かに長い。また、第２収納部６４の深さ寸法は、内部ブロック１２のフランジ部３４の高さ寸法より長く、第２収納部６４の幅寸法および長さ寸法は、内部ブロック１２のフランジ部３４の幅寸法および長さ寸法より僅かに長い。このため、内部ブロック１２は、収納部６０の開口から挿入され、内部ブロック１２の本体部３２が第１収納部６２に収納され、内部ブロック１２のフランジ部３４が第２収納部６４に収納される。なお、第２収納部６４の深さ寸法はフランジ部３４の高さ寸法より長いため、フランジ部３４の上面、つまり、内部ブロック１２の上面は、収納部６０の内部において、下部ブロック１４の上面より下方に位置する。つまり、内部ブロック１２の全体が、下部ブロック１４の収納部６０の内部に埋もれた状態で入り込んでいる。

また、収納部６０の底面、つまり、第１収納部６２の底面には、上下方向に延びるように６本の第２流路６６が形成されており、それら６本の第２流路６６は、下部ブロック１４の下面に開口している。そして、収納部６０に内部ブロック１２が収納されることで、第２流路６６と内部ブロック１２の第１流路５０とが連通する。

照射ノズル１８は、下部ブロック１４の下面に固定されている。照射ノズル１８には、上下方向に延びるように６本の第３流路７０が形成されており、それら６本の第３流路７０は、照射ノズル１８の上面及び下面に開口している。そして、各第３流路７０は、内部ブロック１２の各第２流路６６と連通している。

保持部材２０は、セラミックにより成形されており、図６及び図７に示すように、１対のホルダ７２，７４と連結部７６とにより構成されている。１対のホルダ７２，７４は、互いの側面を対向させた状態で離間して配設されており、連結部７６によって連結されている。それら１対のホルダ７２，７４の各々は、本体部７８と突出部８０とから構成されている。本体部７８は、概して有底円筒形状とされている。また、突出部８０は、本体部７８より小径の短円筒形状とされており、本体部７８の底面から下方に僅かに突出している。その突出部８０の上端は、本体部７８の底面に開口している。

なお、本体部７８の外径は、内部ブロック１２のフランジ部３４の幅寸法と略同じとされており、突出部８０の外径は、内部ブロック１２の円柱凹部３６，３８の内径より僅かに小さな寸法とされている。また、１対のホルダ７２，７４の突出部８０の軸心は、本体部７８の軸心より、互いに接近する方向にズレており、１対の突出部８０の離間距離は、内部ブロック１２の１対の円柱凹部３６，３８の離間距離と同じとされている。

また、１対のホルダ７２，７４の各々の本体部７８の底面は、段差面とされており、第１底面８２と第２底面８４とにより構成されている。第２底面８４は、第１底面８２より下方に突出している。第２底面８４は、１対のホルダ７２，７４の突出部８０の互いに向かい合う側面８６と反対側の側面８８から離れる方向に向かって、概して扇型に広がるように形成されている。つまり、第１底面８２は、突出部８０の側面８６側に形成され、第２底面８４は、突出部８０の側面８８側に形成されている。なお、第２底面８４は、第１底面８２より下方に突出しているが、突出部８０の下端より上方に位置している。

また、連結部７６は、１対のホルダ７２，７４の互いに対向する側面において、それら１対のホルダ７２，７４を連結している。連結部７６の幅寸法は、ホルダ７２，７４の本体部７８の外径と略同じとされており、連結部７６の外壁面と本体部７８の外周面とが円滑に連続している。なお、ホルダ７２，７４の本体部７８の外径は、上述したように、内部ブロック１２のフランジ部３４の幅寸法と略同じとされている。また、連結部７６の長さ寸法は、保持部材２０の長さ寸法が内部ブロック１２のフランジ部３４の長さ寸法と一致するように設計されている。これにより、保持部材２０の幅寸法および長さ寸法は、内部ブロック１２のフランジ部３４の幅寸法および長さ寸法と略同じとされている。

また、連結部７６の底面９０は、ホルダ７２，７４の本体部７８の第１底面８２と面一であり、連結部７６の底面９０と本体部７８の第１底面８２とは、円滑な平坦面とされている。なお、連結部７６には、１対のホルダ７２，７４の間において、上下方向に延びる貫通孔９６が形成されており、貫通孔９６は、上端において連結部７６の上面に開口し、下端において連結部７６の下面に開口している。

このような構造の保持部材２０は、図３に示すように、内部ブロック１２に組み合わされている。詳しくは、保持部材２０の１対のホルダ７２，７４の突出部８０が、内部ブロック１２の１対の円柱凹部３６，３８に挿入されている。これにより、突出部８０の下端が、円柱凹部３６，３８の段差面４６，４８と対向する。ただし、円柱凹部３６，３８の深さ寸法は、突出部８０の第２底面８４からの突出量より大きい。このため、内部ブロック１２の上面に、保持部材２０の第２底面８４が接触し、突出部８０の下端と、円柱凹部３６，３８の段差面４６，４８とは、クリアランスの有る状態で対向する。このように、保持部材２０が内部ブロック１２に組み合わされることで、内部ブロック１２の連結凹部４０が保持部材２０によって塞がれ、連結凹部４０と保持部材２０とによって、反応室１００が区画される。

また、上述したように、保持部材２０の幅寸法および長さ寸法は、内部ブロック１２のフランジ部３４の幅寸法および長さ寸法と略同じとされている。このため、内部ブロック１２に組み合わされた保持部材２０の下端部は、内部ブロック１２のフランジ部３４とともに、下部ブロック１４の第２収納部６４に収納されている。

１対の電極２４，２６の各々は、概して円柱形状をなし、電極２４，２６の外径は、保持部材２０のホルダ７２，７４の内径より小さい。そして、電極２４，２６は、ホルダ７２，７４の内部において、上下方向に延びる姿勢でソケット１０２によって保持されている。電極２４，２６の下端部は、ホルダ７２の下端部、つまり、突出部８０の下端から突出しており、反応室１００の内部に、挿入されている。

また、反応室１００の内部に挿入された電極２４，２６の下端部は、互いの端面が向かい合う楔状とされている。詳しくは、１対の電極２４，２６の下端部は、１対の電極２４，２６の互いに向かい合う側面１０６から、その側面１０６と反対側の側面１０８に向かって下方に切り欠かれている。つまり、１対の電極２４，２６の下端面１１０は、互いに向かい合うように切り欠かれている。また、別の表現を用いれば、側面１０６と下端面１１０とのなす角度が鈍角とされ、側面１０８と下端面１１０とのなす角度が鋭角とされている。さらに別の表現を用いれば、電極２４，２６の下端面１１０は、側面１０６から側面１０８に向かうほど下方に向かって傾斜するテーパ面とされている。

また、連結部材２８は、板状をなし、連結部材２８には、上下方向に延びる挿通穴１２０が形成されている。挿通穴１２０は、上端において連結部材２８の上面に開口し、下端において連結部材２８の下面に開口している。挿通穴１２０の内寸は、保持部材２０の幅方向及び長さ方向の寸法より僅かに大きい。そして、連結部材２８は、挿通穴１２０に保持部材２０を挿通させた状態で、下部ブロック１４の上面に固定されている。なお、連結部材２８の上面と保持部材２０の連結部７６の上面とは、略同じ高さとされており、保持部材２０のホルダ７２，７４の上端部、つまり、本体部７８が、連結部材２８の上面から上方に向かって延び出している。

また、上部ブロック３０は、概して直方体形状をなしており、上部ブロック３０の下面に開口する１対の凹部１２６が形成されている。凹部１２６の内寸はホルダ７２，７４の本体部７８の外寸より僅かに大きい。そして、ホルダ７２，７４の本体部７８が凹部１２６に嵌入された状態で、上部ブロック３０の下面が、連結部材２８の上面に固定されている。なお、凹部１２６の深さ寸法は、本体部７８の連結部材２８の上面からの延び出し量より大きい。このため、凹部１２６の底面と本体部７８との間にクリアランスが有る。そのクリアランスに、環状の弾性体１２８が圧縮された状態で介挿されている。これにより、弾性体１２８の弾性力によって、保持部材２０が下方に向かって付勢され、下部ブロック１４の収納部６０の内部において、内部ブロック１２と保持部材２０とが密着している。

また、上部ブロック３０には、１対の凹部１２６に連通する１対の第１連通路１３０が形成されている。その第１連通路１３０は、窒素等の不活性ガスのみによって構成された処理ガスを供給する供給装置（図示省略）に連結されている。さらに、上部ブロック３０には、保持部材２０の貫通孔９６に連通する第２連通路１３２も形成されている。その第２連通路１３２は、空気中の酸素等の活性ガスと窒素等の不活性ガスとを任意の割合で混合させた処理ガスを供給する供給装置（図示省略）に連結されている。

（Ｂ）大気圧プラズマ発生装置によるプラズマの発生
大気圧プラズマ発生装置１０では、上述した構成により、反応室１００の内部において、処理ガスがプラズマ化され、照射ノズル１８の第３流路７０からプラズマが照射される。以下に、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマの発生について、詳しく説明する。

大気圧プラズマ発生装置１０では、不活性ガスのみによって構成された処理ガスが、第１連通路１３０から、保持部材２０のホルダ７２，７４の内部を介して、反応室１００に供給される。また、不活性ガスと活性ガスとによって構成された処理ガスが、第２連通路１３２から、保持部材２０の貫通孔９６を介して、反応室１００に供給される。その際、反応室１００では、１対の電極２４，２６に電圧が印加されており、１対の電極２４，２６の間に電流が流れる。これにより、１対の電極２４，２６の間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。また、反応室１００では、電極２４，２６が内部ブロック１２の連結凹部４０の壁面に近い位置に配設されているため、電極２４，２６への印加により、電流が連結凹部４０の壁面に沿って流れる。これにより、１対の電極２４，２６間だけでなく、連結凹部４０の壁面に沿って放電が生じ、その放電によって、処理ガスがプラズマ化される。そして、反応室１００で発生したプラズマは、内部ブロック１２の第１流路５０を介して、下部ブロック１４の第２流路６６に流れる。さらに、プラズマは、照射ノズル１８の第３流路７０に流れ、その第３流路７０の下端から被処理体にプラズマが照射される。

（Ｃ）大気圧プラズマ発生装置の耐久性向上
このようにして、大気圧プラズマ発生装置１０では、反応室１００の内部において放電が生じることで、処理ガスがプラズマ化され、照射ノズル１８の第３流路７０からプラズマが照射される。なお、プラズマとは、気体を構成する分子が電離し陽イオンと電子に別れた状態であり、電離した気体に相当する。このようなプラズマが、反応室１００において発生し、反応室１００から第１流路５０に噴出される。

ただし、反応室１００の内部で電離した気体は、順次、反応室１００から第１流路５０に噴出されるが、非常に狭い領域に進入すると、その電離した気体が、その狭い領域で留まる場合がある。例えば、反応室１００を区画する部材同士の接触面では、面同士が接触するため、隙間は無いと考えられる。しかしながら、気体を構成する分子の大きさを基準で考えると、接触面であっても、電離した気体が部材同士の接触面に進入する。このような、非常に狭い領域の接触面に、電離した気体が進入すると、その接触面の内部に電離した気体が留まり、その電離した気体に放電が集中することで、接触面に焦げが生じる虞がある。特に、反応室１００では、１対の電極２４，２６の間で放電が生じるため、１対の電極２４，２６の間に接触面が存在すると、その接触面に焦げが発生し易くなり、反応室１００を区画する部材、つまり、内部ブロック１２，保持部材２０等が劣化し易くなる。また、接触面への放電の集中によって、放電が安定しない虞がある。

このようなことに鑑みて、大気圧プラズマ発生装置１０では、反応室１００において、１対の電極２４，２６の間と反対側にのみ、接触面が存在するように構成されている。詳しくは、上述したように、保持部材２０と内部ブロック１２とによって反応室１００が区画されており、保持部材２０の１対のホルダ７２，７４の突出部８０が、内部ブロック１２の１対の円柱凹部３６，３８に挿入されている。これにより、突出部８０の下端が、円柱凹部３６，３８の段差面４６，４８と対向する。ただし、円柱凹部３６，３８の深さ寸法は、突出部８０の第２底面８４からの突出量より大きい。このため、内部ブロック１２の上面に、保持部材２０の第２底面８４が接触し、突出部８０の下端と、円柱凹部３６，３８の段差面４６，４８とは、クリアランスの有る状態で対向する。つまり、保持部材２０は、第２底面８４のみが、内部ブロック１２に接触している。言い方を変えれば、図８に示すように、内部ブロック１２のフランジ部３４の上面において、保持部材２０の第２底面８４の形状に応じた個所（図中斜線）のみが、保持部材２０への接触面１４０となる。

この接触面１４０は、内部ブロック１２の連結凹部４０に挿入された１対の電極２４，２６の間の反対側に位置している。つまり、大気圧プラズマ発生装置１０では、反応室１００において、１対の電極２４，２６の間と反対側にのみ、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面、つまり、第２底面８４及び接触面１４０が存在するように構成されている。

なお、１対の電極２４，２６の間とは、電極２４，２６の直径に相当する幅で、１対の電極２４，２６を結ぶ領域のみを示すものでなく、１対の電極２４，２６を結ぶ直線に直行し、１対の電極２４，２６を通る２本の直線の間の領域を示す。詳しくは、電極２４，２６の直径に相当する幅で、１対の電極２４，２６を結ぶ領域とは、図８で１点鎖線１４６によって囲まれる領域である。一方、１対の電極２４，２６を結ぶ直線に直行し、１対の電極２４，２６を通る２本の直線は、図８での２点鎖線１４８である。このため、１対の電極２４，２６の間とは、２本の２点鎖線１４８の間を意味する。つまり、大気圧プラズマ発生装置１０では、反応室１００において、１対の２点鎖線１４８の間と反対側にのみ、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面が存在している。

一方、従来の大気圧プラズマ発生装置１５０は、図９に示すように、１対のホルダ１５２と、内部ブロック１５４と、連結部材１５６と、下部ブロック１５８と、照射ノズル（図示省略）と、上部ブロック（図示省略）とにより構成されている。ここで、大気圧プラズマ発生装置１５０では、内部ブロック１５４の上面に１対のホルダ１５２の下面が組み付けられることで、内部ブロック１５４の内部が反応室として機能する。このため、ホルダ１５２及び内部ブロック１５４についてのみ説明する。

１対のホルダ１５２は、円筒形状をなし、その下端面は平坦面とされている。また、内部ブロック１５４は、概して直方体形状の本体部１６６と、本体部１６６の上端に形成されたフランジ部１６８とにより構成されている。内部ブロック１５４には、凹部１７０が形成されており、凹部１７０は、フランジ部１６８の上面に開口し、本体部１６６の内部にまで至っている。フランジ部１６８の上面は、凹部１７０を除いて、平坦面とされており、フランジ部１６８の幅寸法は、ホルダ１５２の直径と略同寸法とされている。そして、ホルダ１５２の下面が、内部ブロック１５４の上面、つまり、フランジ部１６８の上面に接触するように、ホルダ１５２と内部ブロック１５４とが組み合わされる。これにより、内部ブロック１５４の凹部１７０が、ホルダ１５２によって反応室として区画される。そして、１対のホルダ１５２の内部に１対の電極（図１０参照）１７６，１７８が挿入されることで、１対の電極１７６，１７８の下端部が、凹部１７０の内部に進入する。

大気圧プラズマ発生装置１５０では、上述したように、平坦なホルダ１５２の下端面が、平坦な内部ブロック１５４の上端面に接触するように、ホルダ１５２と内部ブロック１５４とが組み合わされる。このため、内部ブロック１５４の上面において、図１０に示すように、ホルダ１５２の下端面の形状に応じた個所（図中斜線）が、ホルダ１５２への接触面１８０となる。この接触面１８０は、１対の電極１７６，１７８の間にまで延び出している。つまり、１対の電極１７６，１７８を結ぶ直線に直行し、１対の電極１７６，１７８を通る２本の直線１８２の間の領域にまで、接触面１８０は延び出している。

このように、反応室を区画するホルダ１５２と内部ブロック１５４との接触面が、１対の電極１７６，１７８の間に存在すると、電極１７６，１７８の間で生じた放電により電離した気体が、接触面１８０に進入し易い。特に、反応室を区画する壁面に沿って放電が生じる場合には、接触面１８０に電離した気体が進入し易い。そして、接触面１８０に電離した気体が進入し、留まると、放電が接触面１８０に集中する。これにより、接触面１８０が焦げて、劣化する。このように、従来の大気圧プラズマ発生装置１５０では、反応室を区画するホルダ１５２および内部ブロック１５４が劣化し易く、耐久性が低い。また、耐久性を高めるべく、ホルダ１５２等の素材として、耐熱性の高い素材を用いることが考えられるが、コストが高くなる。

一方、大気圧プラズマ発生装置１０では、図８に示すように、反応室１００において、１対の電極２４，２６の間と反対側にのみ、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面１４０が存在する。つまり、１対の電極２４，２６の間に、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面１４０は存在しない。このため、１対の電極２４，２６の間で放電が生じても、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面１４０に、電離した気体は進入し難い。また、１対の電極２４，２６から反応室１００を区画する壁面に沿って放電が生じた場合であっても、接触面１４０に進入し難い。これにより、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面１４０の焦げによる劣化を防止することが可能となり、内部ブロック１２および保持部材２０の耐久性が向上する。このように、大気圧プラズマ発生装置１０では、内部ブロック１２等の素材を変更することなく、内部ブロック１２等の形状を工夫することで、素材変更によるコスト高を防止し、内部ブロック１２等の耐久性の向上が図られている。また、接触面への放電の集中を抑制することで、安定的な放電が担保される。

さらに言えば、図３に示すように、保持部材２０の第２底面８４と電極２４，２６との間に、第２底面８４より下方に突出する突出部８０が形成されており、内部ブロック１２の接触面１４０と電極２４，２６との間に、下方に凹む段差面４６，４８が形成されている。そして、突出部８０と段差面４６，４８とがクリアランスの有る状態で対向している。このような構造により、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面が、電極２４，２６の下端より上方に位置する。また、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面を塞ぐように、突出部８０が延び出している。これにより、電極２４，２６での放電により電離した気体が、内部ブロック１２と保持部材２０との接触面に、更に進入し難くなり、内部ブロック１２等の耐久性が更に向上する。

なお、保持部材２０は、１対のホルダ７２，７４の第２底面８４においてのみ、内部ブロック１２の上面によって支持されている。つまり、ホルダ７２，７４は、概して円環状の底面の直径方向の両端部の一方の端部でのみ、内部ブロック１２の上面によって支持されており、安定性が低い。このため、１対のホルダ７２，７４は、連結部７６によって連結されており、保持部材２０の安定性が担保されている。

（Ｄ）電極の放電による安定的なプラズマの発生
また、大気圧プラズマ発生装置１０では、上述したように、電極２４，２６の間で放電が生じることで、プラズマが発生する。このため、大気圧プラズマ発生装置１０では、電極間で安定的に放電させるべく、電極２４，２６の下端部が楔状とされている。

詳しくは、従来の大気圧プラズマ発生装置において、電極は円柱形状とされており、電極の側面と電極の下端面とのなす角度は直角とされていた。つまり、１対の電極の下端部において、側面と下端面とが９０度をなす角部が、互いに向かい合っており、下端面は真下を向き、全く向かい合っていない。そして、それら１対の電極に電力が供給されることで、１対の電極の下端部の間で放電が生じる。この際、１対の電極の下端面は全く向かい合っていないため、１対の電極の一方の下端面と他方の下端面との間で放電は生じ難く、１対の電極の一方の９０度の角部と、他方の９０度の角部との間で放電が生じると考えられる。

このように電極の角部に放電が集中すると、電極への供給電力に僅かな乱れが生じる場合がある。詳しくは、安定的に電極に電流が供給されている際に、電流は周期的に変化する。一方、従来の大気圧プラズマ発生装置では、数百〜数千周期のうちの数周期において、振幅が低下する場合がある。このような場合には、一瞬であるが、放電が停止する虞があり、望ましくない。

このようなことに鑑みて、大気圧プラズマ発生装置１０では、電極２４，２６の下端部が楔状とされており、１対の電極２４，２６の下端面１１０が互いに向かい合っている。つまり、１対の電極２４，２６の下端部において、側面１０６と下端面１１０とが鈍角をなす角部が、互いに向かい合っており、下端面１１０も互いに向かい合っている。そして、それら１対の電極２４，２６に電力が供給されることで、１対の電極２４，２６の一方の鈍角の角部と、他方の鈍角の角部との間で放電が生じ、１対の電極２４，２６の一方の下端面１１０と、他方の下端面１１０との間にも放電が生じると考えられる。この際、１対の電極の一方の９０度の角部と、他方の９０度の角部との間に放電が集中する場合と比較して、安定的に電極に電力が供給される。つまり、数百〜数千周期のうちの数周期においても、振幅は低下しない。これにより、電極間で安定的に放電させることが可能となり、安定的なプラズマの発生を担保することが可能となる。

ちなみに、上記実施例において、大気圧プラズマ発生装置１０は、プラズマ発生装置の一例である。内部ブロック１２は、ケーシングの一例である。電極２４，２６は、電極の一例である。上部ブロック３０は、ブロックの一例である。連結凹部４０は、第１凹部の一例である。段差面４６，４８は、段差面の一例である。ホルダ７２，７４は、ホルダの一例である。連結部７６は、連結部の一例である。突出部８０は、突出部の一例である。凹部１２６は、第２凹部の一例である。弾性体１２８は、弾性体の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、図３に示すように、ホルダ７２，７４の底面に、第２底面８４より下方に突出する突出部８０が形成され、下部ブロック１４の上面に、接触面１４０より下方に凹む段差面４６，４８が形成されている。そして、第２底面８４と接触面１４０とが接触し、突出部８０と段差面４６，４８とがクリアランスの有る状態で対向している。一方、図１１に示すように、ホルダ７２，７４の底面に、第２底面８４より上方に凹む段差面２００が形成され、下部ブロック１４の上面に、接触面１４０より上方に突出する突出部２１０が形成されてもよい。そして、第２底面８４と接触面１４０とが接触し、段差面２００と突出部２１０とがクリアランスの有る状態で対向してもよい。

また、上記実施例では、本発明が大気圧プラズマ発生装置１０に適用されているが、減圧下でプラズマを発生させるプラズマ発生装置に、本発明を適用することが可能である。

また、上記実施例では、１対の電極２４，２６の間を、図８に示すように、１対の電極２４，２６を結ぶ直線に直行し、１対の電極２４，２６を通る２本の直線（２点鎖線１４８）の間と定義しているが、その定義に限定されず、種々の態様で定義することが可能である。例えば、１対の電極２４，２６の間を、１対の電極２４，２６を結ぶ直線に直行し、１対の電極２４，２６の放電する側の側面１０６を通る２本の直線の間と定義することが可能である。

また、上記実施例に処理ガスとしてドライエアーを用いてもよい。

１０：大気圧プラズマ発生装置（プラズマ発生装置） １２：内部ブロック（ケーシング） ２４：電極 ２６：電極 ３０：上部ブロック（ブロック） ４０：連結凹部（第１凹部） ４６：段差面 ４８：段差面 ７２：ホルダ ７４：ホルダ ７６：連結部 ８０：突出部 １２６：凹部（第２凹部） １２８：弾性体

Claims (4)

1. １対の電極と、
   前記１対の電極の端部を突出させた状態で保持する１対のホルダと、
   第１凹部が形成され、前記１対のホルダから突出する前記１対の電極の端部が前記第１凹部に挿入された状態で前記１対のホルダと組み合わされるケーシングと
   を備え、
   組み合わされた前記ケーシングと前記１対のホルダとが、前記１対のホルダから突出する前記１対の電極の端部の間と反対側でのみ、接触し、
   前記１対のホルダと前記ケーシングとの一方が、
   前記１対のホルダと前記ケーシングとの接触箇所と前記電極との間に形成され、前記１対のホルダと前記ケーシングとの他方に向かって突出する突出部を有するプラズマ発生装置。
2. 前記１対のホルダと前記ケーシングとの他方が、
   前記１対のホルダと前記ケーシングとの接触箇所と前記電極との間に形成され、前記突出部とクリアランスの有る状態で対向する段差面を有する請求項１に記載のプラズマ発生装置。
3. 前記１対のホルダが、連結部によって連結された請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置。
4. 前記１対のホルダの前記１対の電極が突出する端部と反対側の端部の形状に応じた第２凹部が形成され、前記１対のホルダの前記１対の電極が突出する端部と反対側の端部が前記第２凹部に挿入されるブロックと、
   前記１対のホルダの前記１対の電極が突出する端部と反対側の端部と、前記第２凹部との間に介挿される弾性体と
   を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ発生装置。

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